船舶推进
船舶推进知识点归纳总结
船舶推进知识点归纳总结船舶推进是船舶运动的关键环节，它直接影响着船舶的速度、稳定性和燃料效率等重要参数。
因此，船舶推进技术一直是船舶工程领域的重要研究方向之一。
在船舶推进技术中，涉及到液体动力学、船舶动力系统设计、船舶工程材料等多个领域的知识点。
本文将从以下几个方面对船舶推进技术的知识点进行归纳总结。
一、船舶推进原理船舶推进的基本原理是利用动力装置产生的动力来推动船体在水中前进。
通常情况下，船舶推进系统包括主机、螺旋桨、转向装置、传动系统等组成部分。
主机通常是柴油机、蒸汽涡轮机或电动机等，它们将化学能、热能或电能转化为机械能，提供动力给螺旋桨。
螺旋桨是船舶推进的核心部件，它通过旋转产生推进力，驱动船舶前进。
转向装置用于调节船舶方向，传动系统则用于将主机的动力传递给螺旋桨。
二、船舶推进系统设计船舶推进系统的设计是船舶工程中的重要环节。
在设计船舶推进系统时，需要考虑船舶的型状、尺寸、载重量、航行速度、航行环境等多个因素。
此外，还需要考虑动力装置的类型、功率大小、螺旋桨的数量、直径和型状等参数。
船舶推进系统设计的目标是通过合理的技术方案，最大限度地提高船舶的性能和燃料效率。
三、螺旋桨设计原理螺旋桨是船舶推进系统中的关键部件，它直接影响着船舶的推进效率和稳定性。
螺旋桨设计的关键是确定螺旋桨的几何形状、旋翼数量、叶片型状和叶片扭曲等参数。
螺旋桨的设计原理包括流体动力学原理、叶片受力分析、尾流影响、螺旋桨与船体的匹配等内容。
四、螺旋桨的材料与制造工艺螺旋桨的材料和制造工艺对螺旋桨的性能和使用寿命有着重要影响。
螺旋桨通常采用耐蚀合金钢、不锈钢、青铜等材料制造，其制造工艺包括铸造、锻造、焊接、机械加工等多个环节。
此外，螺旋桨表面的光洁度和防腐性能也是螺旋桨材料和制造工艺的重要考量因素。
五、船舶推进系统的性能分析船舶推进系统的性能分析是对船舶推进技术进行评价和优化的重要手段。
性能分析通常包括动力系统的效率、螺旋桨的推进效率、船舶的推进阻力、航行速度、燃料效率等参数。
船舶的工作原理
船舶的工作原理
船舶作为一种在水上行驶的交通工具，其工作原理基本上可以归纳为以下几点：
1.浮力原理
船舶是依靠浮力作用在水上航行的。
浮力是指物体在水中受到的向上的浮力，其大小等于物体排开的水的重量。
船体的设计和建造一定要考虑浮力原理，以保证其能在水面上浮起来，而不是沉没。
2.推进原理
船舶在水上行驶需要有一定的推进力，以克服水的阻力。
常用的船舶推进方式有桨轮、水喷射、螺旋桨等。
其中，螺旋桨是最常见也是效率最高的一种，其原理是通过螺旋桨叶片的旋转，将水推向船舶尾部，产生向前的推进力。
同时，为了保证船舶前进的稳定性，还需要配备舵机、舵轮等设备，以控制船舶前进的方向和速度。
3.受力平衡原理
船舶在水上行驶时，需要平衡各种受力，保证船体的稳定性。
受力主要来自水的阻力、风的力量以及船舶自身重量等因素。
为确保船体的平衡，设计者需要考虑船舶的形状、结构和重心等因素，以便通过设计和装备船舶各项设备来平衡各种
受力。
4.船舶维护和管理
除了上述三点，船舶的工作原理还需要考虑船舶的维护和管理。
船舶运营是一项复杂的系统工程，需要对机器设备、海事法规、航线及货物运输等多方面进行规划和管理。
必须定期进行维护和保养，以确保船舶的稳定和安全。
此外，船舶管理还包括船员培训、突发事件应急措施等方面，以确保船舶的安全、准时运输和有效管理。
总而言之，船舶作为一项非常复杂的系统工程，其工作原理涉及到浮力、推进、受力平衡等方面，必须考虑船舶的形状、结构和重心等因素，以确保船舶的稳定和安全。
同时，船舶还需要定期维护和管理，以确保船舶的准时运输和有效管理。
第二章-船舶推进装置-PPT
扭矩M：
M 9550 P [N m] n
P:轴传递的功率（kW)
n:轴的转速 (r/min)
2）把螺旋桨产生的推力传给推力轴承
推力T:
T
1.94
Pp v
p[kN]
Pp:螺旋桨吸收的功率（kW) v:船舶航速（kn)
ŋp:螺旋桨的效率
传动轴系的组成、作用和工作条件
工作条件
1）承受压应力 2）承受拉应力 3）承受扭应力 4）承受弯曲应力 5）受到附加应力 6）轴承、轴颈受到 摩擦和腐蚀作用
如图所示 尾密封：1道橡胶密封圈向前翻，阻止滑油向舷外漏，
2道橡胶密封圈向后翻，阻止舷外水和泥沙进 入尾轴管 首密封：2道橡胶密封圈向后翻，阻止滑油漏向机舱
尾轴承装置的润滑和冷却
水润滑尾轴管见尾轴承的冷却 油润滑尾轴管见图13 图16
图13 油润滑尾轴管润滑系统
图16 首密封润滑油循环原理
缺点： 1）动力装置重量、尺寸大 2）主机必需可反转 3）非设计工况经济性差 4）船舶微速航行航速受到主机最低稳定转速的限制
应用范围： 远洋和沿海货轮、油轮
间接传动
主机和螺旋桨之间，依靠轴系以及离合器、减速器等 环节传动
中间
优点：
1）主机不需换向，且转速不受螺旋桨要求低转速的限制
2）主机结构简单，工作可靠，管理方便，机动性好
The transmission mode of ship propulsion installation
船舶推进装置的传动方式
直接传动
间接传动
Z型传动
电力传动
吊舱式推进器
其他传动方式
直接传动
一、直接传动 主机发出功率直接通过轴系传递给螺旋桨。
船舶推进概念
1- 1推进器：在船上需设有把能源（发动机）发出的功率转换为推船前进的功率的专门的装置或机构。
1- 2快速性：指船舶在给定主机功率情况下，在一定装载下（以一定的航速航行的能力）于水中航行的快 慢问题。
1- 3对快速性的要求四方面： ①船舶于航行时所遭受的阻力要小，即所谓的优良线型的选择问题②选择推力足够，且效率高的推进器③选取合适的主机④推进器与船体和主机之间协调一致。
1-4推进器类型及特点： ①螺旋桨：构造简单、价格低廉、使用方便、效率较高②风帆：可利用无代价的风力，但推力依赖于风向和风力，故船的速度和操纵性能都受到限制③明轮：机构笨重，在波涛中操纵 性差且易损坏④直叶推进器：操纵性能好，效率较高，汹涌海面下，工作情况也较好，但机构复杂，造 价昂贵，叶片易损坏⑤喷水推进器：具有良好的保护性，操纵性能好，但减少了船的有效载重，且推进 效率低⑥水力锥形推进器：构造简单，设备轻便，常用于航行在浅水及阻塞航道中的船。
1- 5有效功率（推进器所产生的实际有效功率） ：船以速度v 航行时所遭受的阻力为 R ,则阻力R 在单位 时间内所消耗的功为 Rv ，而有效推力T e 在单位时间内所作的功为 T e V ,两者数值相等，故 T e V （或Rv ） 为有效功率P E 。
1- 6推进系数PC :有效功率与主机功率之比，为多种效率相乘之综合名称，通常可以表示用某种机器及 推进器以推进船舶之全面性能，推进系数越高，船舶的推进性能越好。
1- 7本课程主要研究： 推进器在水中运动时产生推力的基本原理以及它的性能好坏（效率高低）等问题， 然后解决如何根据实际的要求设计出一个性能优良的推进器问题。
①推进器（效率、空泡、强度、振动） ②船-桨-机配合问题③螺旋桨设计。
2- 1螺旋桨各部分名称（通常由桨叶和桨毂构成）：①桨毂：螺旋桨与尾轴连接部分 ②毂帽：为减小水阻 力，在桨毂后端加的整流罩，与桨毂形成一光顺流线型体 ③叶面及叶背：由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面为叶面，另一面为叶背 ④叶根：桨叶与毂连接处 ⑤叶梢：桨叶的外端 ⑥导边及随边：螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面者为导边，另一边为随边 ⑦梢圆：螺旋桨旋转时（设无前后运动）叶 梢的圆形轨迹⑧螺旋桨直径D :梢圆的直径⑨螺旋桨的盘面积 A o ：梢圆的面积⑩右（左）旋桨：当螺旋 桨正车旋转时，由船后向前看去所见到的旋转方向为顺时针者为右旋桨，反之为左旋桨。
海运船舶的船舶动力与推进系统
海运船舶的船舶动力与推进系统船舶动力和推进系统是海运船舶的核心组成部分，它们直接决定了船舶的运行效率和能源利用率。
本文将探讨海运船舶的船舶动力与推进系统，介绍其基本原理、常见类型及其发展趋势。
一、船舶动力系统的基本原理与组成船舶动力系统主要由发动机、传动装置和船舶的推进装置组成。
发动机是船舶动力系统的核心，其作用是将能源（如燃油、天然气等）转化为机械能，进而驱动船舶前进。
传动装置负责将发动机输出的动力传输至推进装置，常用的传动装置包括液力传动和机械传动。
推进装置是船舶的“动力发射器”，它将能源转化为推进力，驱动船舶在水中运行。
二、海运船舶常见的动力与推进系统1. 内燃机与传统推进系统内燃机是目前海运船舶中最常见的动力设备之一，其主要包括柴油机和涡轮机两种类型。
柴油机具有功率大、效率高的特点，常用于大型远洋船舶；而涡轮机则适用于小型船舶和高速船舶。
传统推进系统主要包括螺旋桨和水喷推进器两种形式，螺旋桨是目前最常用的推进装置，通过调整桨叶的转速和角度来实现推进力的调控。
2. 涡轮电力推进系统涡轮电力推进系统是一种较新的船舶动力与推进系统，它将柴油发电机和电动机相结合，通过电力传输实现船舶的推进。
涡轮电力推进系统具有能源利用率高、噪音低、污染少等优点，在环保节能方面具有较大的潜力。
3. 涡轮帆船推进系统涡轮帆船推进系统是将风能与动力系统相结合的一种创新推进方式。
它采用了先进的涡轮技术，将风能转化为动力，并通过转子驱动船舶前进。
涡轮帆船推进系统减少了对化石燃料的依赖，具有环保节能的特点，是未来船舶发展的一种趋势。
三、船舶动力与推进系统的发展趋势随着科技的不断进步和环保意识的不断提升，船舶动力与推进系统也在不断创新和发展。
首先，船舶动力系统将更加注重能源的利用效率，提高动力装置的效率，减少能源的浪费和环境污染。
其次，船舶推进系统将继续向着高效、低噪音和低振动的方向发展，以提升船舶的航行性能和舒适性。
此外，随着新能源技术的不断成熟和应用，如太阳能、风能等，未来船舶动力系统可能会采用更多的清洁能源，并实现多能源混合驱动。
船舶推进复习资料
船舶推进复习资料船舶推进是指通过推进装置将船舶推进至所需速度的过程。
有着不同的推进方式和推进装置，船舶推进技术一直是船舶设计和运营领域的重要研究内容。
本文将对船舶推进的基本原理、主要推进方式和推进装置进行复习和总结。
一、船舶推进的基本原理船舶推进的基本原理是牛顿第三定律，即作用与反作用。
船舶推进时，推进装置（如螺旋桨）通过排放水流的方式产生推力，水流的反作用力推动船舶向前移动。
推进装置所产生的推力主要取决于排放水流的速度和质量流量，而水流速度和质量流量受到推进装置的转速、叶片形状以及离心泵的工作原理等因素的影响。
二、主要推进方式船舶推进方式主要包括逐渐推进和近似匀速推进。
逐渐推进是指船舶在推进过程中逐渐增加速度直到达到目标速度的过程，而近似匀速推进则是指船舶在达到目标速度后保持相对稳定的速度航行。
三、主要推进装置船舶推进装置主要包括螺旋桨、水喷口和喷气推进器等。
螺旋桨是目前主要的船舶推进装置，通过叶片的旋转产生推力。
螺旋桨又可分为固定螺旋桨和可调节螺旋桨两种类型，可调节螺旋桨能够根据船舶的工况进行角度调整以达到更好的推进效果。
水喷口是一种利用水流动能产生推力的推进装置，适用于一些特殊用途的船舶。
喷气推进器采用高速喷射水流的方式产生推力，具有较高的推进效率和机动性能。
四、船舶推进效率的影响因素船舶推进效率受到多种因素的影响，其中包括船舶的外形设计、推进装置的类型和性能、推进装置与船体的匹配程度、船舶的航行工况以及水动力性能等。
合理选择和设计推进装置，优化船舶的外形设计和航行工况，对提高船舶的推进效率具有重要意义。
五、船舶推进研究的新进展随着船舶技术的不断发展，船舶推进领域也取得了一些新的进展。
例如，研究人员正在积极探索新型的推进装置和推进方式，如无舵区浆轮技术、电力推进技术以及混合动力推进技术等。
这些新的推进技术有助于提高船舶的推进效率、降低燃油消耗和减少环境污染。
总结：船舶推进作为船舶设计和运营的重要环节，对于船舶技术的发展和航行效率的提高至关重要。
船舶阻力与船舶推进
一、船舶阻力 总论第一部分：主要知识点一、船舶快速性的含义1、概念：船舶尽可能消耗较小的主机功率以维持一定航行速度的能力。
或者说，船舶快速性是在给定主机功率时，表征船舶航行速度高低的一种性能。
对一定的船舶在给定主机功率时，能达到的航速较高者，谓之快速性好，反之为差；或者，对一定的船舶要求达到一定航速时，所需主机功率小者，谓之快速性好，反之则否。
2、船舶能达到航速的高低取决于：它所受阻力的大小、主机功率大小和推进效率高低这三个因素。
3、主要内容：船舶阻力和船舶推进两个方面。
4、推进器是指把发动机发出的功率转换为推船前进的动力的专门装置和机构。
二、船舶阻力的分类 裸船体阻力静水阻力 船舶阻力水阻力 附体阻力船舶阻力 汹涛阻力 附加阻力空气阻力＊汹涛阻力：波浪中的水阻力增加值。
三、船体阻力的成因和分类1、成因船体在静水中运动时所受到的阻力与船体周围的流动现象密切有关。
1）兴波一般首柱后缘为波峰，尾柱前缘为波谷，改变了船体周围的水压力分布，船首的波峰使首部压力增加，而船尾的波谷使尾部压力降低，于是产生首尾流体动压力差（与船航行方向相反）。
这种由兴波引起的压力分布改变所产生的阻力称为兴波阻力，一般用R w 表示。
从能量观点看，船体兴起的波浪具有一定的能量，这些能量必然由船体供给。
这种由于船体运动不断兴波而耗散能量所产生的阻力称为兴波阻力。
2）边界层当船体运动时，由于水的粘性，在船体周围形成“边界层”，从而使船体运动过程中受到粘性切应力作用，亦即船体表面产生了摩擦力，它在运动方向的合力便是船体摩擦阻力，用R f 表示。
从能量观点看，船体携带边界层水流一起前进，边界层水流质点不断消耗能量体现为摩擦阻力。
首部水压力尾部水压力补充：牛顿内摩擦定律dv dyτμ=。
μ：流体的动力粘性系数，2/N s m ⋅；/νμρ=：流体的运动粘性系数，2/m s 。
ν和ρ均为水温的函数。
3）边界层分离在船体曲度骤变处，特别是较丰满船的尾部由于水具有粘性常会产生旋涡，旋涡处的水压力下降，从而改变了沿船体表面的压力分布情况，使首压力大于尾压力。
船舶推进PPT课件
05
船舶推进系统的挑战与解决 方案
船舶推进系统面临的挑战
能源效率问题
随着全球能源供应日趋紧张，船舶推进 系统面临着提高能源效率的挑战。
技术更新换代
船舶推进系统需要不断进行技术更新 和升级，以适应船舶运输业的发展需
求。
环境保护法规
随着全球环境保护意识的提高，船舶 推进系统需要满足更为严格的排放法 规。
船舶推进系统的未来发展趋势
新能源技术的应用
随着新能源技术的不断发展，船舶推 进系统将更多地应用太阳能、风能等 可再生能源，降低碳排放。
智能化的推进器
未来船舶推进系统将更加智能化，具 备自适应调节、故障诊断和远程监控 等功能。
多推进器协同工作
通过多推进器协同工作，实现更加灵 活、高效和安全的航行。
新材料的应用
船舶推进系统的优化方法
优化设计参数
对船舶推进系统的设计参数进行优化，以提 高推进效率、降低能耗。
仿真模拟技术
通过仿真模拟技术对船舶推进系统进行模拟 和优化，降低试验成本和风险。
智能控制技术
应用智能控制技术对船舶推进系统进行优化， 实现高效、稳定、经济航行。
综合优化方法
结合多种优化方法对船舶推进系统进行综合 优化，实现更全面的性能提升。
船舶推进系统的组成
船舶推进系统通常包括推进器（如螺旋桨、喷水推进器等） 、传动装置（如减速齿轮箱、链条等）、动力装置（如柴油 机、燃气轮机、电动机等）和控制装置（如控制系统、调节 器等）。
船舶推进的重要性
保证船舶航行性能
保障航行安全
船舶推进系统是船舶航行性能的关键 因素之一，它决定了船舶的航速、航 向和操纵性能。
旅游观光
科学考察与探险
船舶推进形式
谢谢
三、柴油机动力装置
• 20世纪初，柴油机开始用于运输船舶。第 一艘远洋柴油机船是1912年丹麦建造的“ 锡兰迪亚”号，主机为两台四冲程八缸柴 油机，共1250马力，每分钟140转,直接驱 动两个螺旋桨。1914年柴油机船占全世界 船舶总吨位0.5％，到1940年上升为20％以 上。 是目前应用最广的船舶动力装置。
• 用途：发电，推进潜艇和水面舰船，用 于空间技术和其他方面。 • 优点：功水泵向船后喷射水流的反作用力使 船前进的船舶推进方式。 • 组成：原动机及传动装置 • 推进水泵 • 管道系统 • 舵及倒舵组合操纵设备
• 优点： 高速，机动性好，噪声和振动小，机构 ： 简单，易于维护 • 缺点：（1) 舰船航速低于20kn时，喷水推进的 效率比螺旋桨要低一些。 • （2）由于增加了管路中水的重量（通常 占全船排水量的5%左右），使得舰船损失排水 量。 • （3）在水草或杂物较多的水域，进口容 易出现堵塞想象而影响舰船的航速 • （4）更换推进水泵的叶轮较为复杂。
四、燃气轮机动力装置
• 燃气轮机动力装置在50年代开始用于船舶。目前主要用 于军用舰艇 。
• 燃气轮机同柴油机和汽轮机比较，单机功率 大、体积小、重量轻、加速性能好，能随时 起动并很快发出最大功率。燃气轮机在高温 、高压下工作，对燃油质量要求很高，热效 率也比柴油机低得多，因此在民用运输船舶 上应用不多。 • 目前主要用于军舰
二、汽轮机动力装置
• 1896年，英国人C.帕森成功地将他发明的汽轮机作为推进动力机应 用于一艘快艇上，试航速度达每小时34.5海里。此后汽轮机广泛用 于大功率船上。
• 优点：单机功率大，使用可靠，运转平稳，无振动和噪声 ，检修工作量小，锅炉可燃用劣质油。 • 缺点：汽轮机油耗比柴油机高，即使采用再热循环的汽轮 机装置，每马力小时的油耗仍达180～190克，比低速柴油 机高40％左右。 • 现状:某些大型客船、超级油船和高速集装箱船等仍采用 汽轮机动力装置。
简述船舶推进装置的几种方式
简述船舶推进装置的几种方式船舶推进装置是指用于提供船舶运动动力的设备。
根据不同的技术原理和应用领域，船舶推进装置可以分为多种类型。
本文将从以下几个方面对船舶推进装置进行详细介绍。
一、螺旋桨推进螺旋桨是目前最常见的一种船舶推进装置，其工作原理是将功率转化为水流动能，从而产生向后的推力。
根据螺旋桨的结构形式和安装位置，可以将其分为固定式、可调式和缩水式三种类型。
1. 固定式螺旋桨：这种螺旋桨的叶片角度无法调整，在安装时需要根据预先计算好的设计参数进行固定。
由于受到水流阻力等因素影响较大，因此其效率相对较低。
2. 可调式螺旋桨：这种螺旋桨可以通过调整叶片角度来改变推力大小和方向。
相比固定式螺旋桨，可调式螺旋桨具有更高的效率和灵活性。
3. 缩水式螺旋桨：这种螺旋桨在停泊或航行时可以将叶片缩回船体内部，从而减少水阻和噪声。
当需要推进时，叶片会自动展开。
二、水喷推进水喷推进是一种通过向后喷出高速水流来产生推力的船舶推进方式。
它主要应用于速度较快的高速艇和游艇上。
根据喷嘴结构和排列方式的不同，可以将其分为单个喷嘴、多个聚流式喷嘴和环形喷嘴三种类型。
1. 单个喷嘴：这种水喷推进方式只有一个向后喷射的喷嘴，通过调整其角度来改变推力方向。
2. 多个聚流式喷嘴：这种水喷推进方式有多个小型聚流式喷嘴组成，可以产生更大的推力。
3. 环形喷嘴：这种水喷推进方式是在船体周围安装环形的多个小型聚流式喷嘴，可以实现全向运动。
三、气浮式推进气浮式推进是一种通过向后排放压缩空气来产生推力的船舶推进方式。
它主要应用于低速平底船和浅水船上。
根据气浮装置的结构形式和排列方式，可以将其分为气垫式、气囊式和喷气式三种类型。
1. 气垫式：这种气浮推进方式是在船体底部安装多个小型喷嘴，通过向下喷射压缩空气来产生气垫，从而减少水阻和摩擦力。
2. 气囊式：这种气浮推进方式是在船体两侧安装多个充气的橡胶气囊，通过调整充气量来控制推力大小和方向。
3. 喷气式：这种气浮推进方式是在船体底部安装一个大型喷嘴，通过向后喷射压缩空气来产生推力。
船舶推进基本原理
水线面系数CWL 水 线面系 数 CWL 是指船
舶 水 线 面 的 面 积 AWL 与 水 线 面 长 LWL 和 水 线 面 宽 的 乘 积 之比，如图3所示。
通常水线面系数比方 形系数大0.1。
两者之差在速度比较 快、方形系数小的船上要大 些，因为这些船的船尾常常 部分浸在水中构成水线面 的一部分。
第二章阐述船舶推进 与螺旋桨周围的水流情况， 为此伴流系数以及推力减
额系数等都将提及。
研究螺旋桨所需功率 是基于上述有效拖曳阻力 以及各种螺旋桨与船体之 间的相互效率，因此这些内 容都将进行阐述，在图6 中 还给出了推进理论的一个 概要。
文中还根据相关螺旋 桨理论，阐述了静水中固定 螺距螺旋桨在自由航行中 的工况，接着又分析了船舶 航行中重载和轻载工况，此 时船舶会遭受各种的额外 阻力，例如污底、大风浪阻 力等。
目录
船舶推进基本原理
引言 ............................................... 3 本文的范围 ......................................... 3 第一章 船舶定义及船体阻力 .......................... 4
在上面的例子中，方形 系数的计算用的是水线间 长，而有些船舶建造者常使 用基于垂线间长Lpp 计算 出的方形系数 CBpp 这样算 出的方形系数要大一些,因 为如前所述，垂线间长要小 于水线面长。
方形系数小的船通常 船舶阻力要小一些，因而可 以得到比较快的船速。
图3 船型系数
表3列举了一些不同类 型船舶的方形系数以及相 应的船速，可见方形系数大 的船一般速度较慢，反之亦 然。
船舶推进基本原理
船舶推进器工作原理
船舶推进器工作原理
船舶推进器是用于推动船只前进的设备。
它的工作原理主要涉及到牛顿第三定律和流体力学。
船舶推进器通常使用螺旋桨来产生推力。
螺旋桨由一系列螺旋形叶片组成，这些叶片可以通过电机或发动机以高速旋转。
当螺旋桨旋转时，它会在周围的水中产生强烈的动力影响。
根据牛顿第三定律，水对螺旋桨叶片的反作用力会推动船体向前行驶。
具体来说，当螺旋桨旋转时，它会将水从一侧吸入，并将其排出到另一侧。
这个过程中，水的动量改变会导致水对船体产生反作用力，从而推动船只向前移动。
另一个重要的因素是流体力学。
螺旋桨的设计和形状可以影响水流的流速和方向，进而影响推进效果。
一般来说，螺旋桨的形状会被优化，以实现最大的推进效率。
这涉及到叶片的角度、曲率和数量等因素的选择。
此外，还有一些其他的推进器类型，如水喷射推进器和舵推进器。
它们的工作原理类似，都是利用流体动力学的原理来产生推力，从而推动船只前进。
总之，船舶推进器通过旋转螺旋桨或其他推进装置，利用牛顿第三定律和流体力学原理来产生推力，从而推动船体前进。
通过优化设计和形状，可以提高推进效率，使船只在水中更加高效地行驶。
船舶阻力与船舶推进1知识讲解
船舶阻力与船舶推进1一、船舶阻力总论第一部分：主要知识点一、船舶快速性的含义1、概念：船舶尽可能消耗较小的主机功率以维持一定航行速度的能力。
或者说，船舶快速性是在给定主机功率时，表征船舶航行速度高低的一种性能。
对一定的船舶在给定主机功率时，能达到的航速较高者，谓之快速性好，反之为差；或者，对一定的船舶要求达到一定航速时，所需主机功率小者，谓之快速性好，反之则否。
2、船舶能达到航速的高低取决于：它所受阻力的大小、主机功率大小和推进效率高低这三个因素。
3、主要内容：船舶阻力和船舶推进两个方面。
4、推进器是指把发动机发出的功率转换为推船前进的动力的专门装置和机构。
二、船舶阻力的分类裸船体阻力静水阻力船舶阻力水阻力附体阻力船舶阻力汹涛阻力附加阻力空气阻力＊汹涛阻力：波浪中的水阻力增加值。
三、船体阻力的成因和分类1、成因船体在静水中运动时所受到的阻力与船体周围的流动现象密切有关。
1）兴波一般首柱后缘为波峰，尾柱前缘为波谷，改变了船体周围的水压力分布，船首的波峰使首部压力增加，而船尾的波谷使尾部压力降低，于是产生首尾流体动压力差（与船航行方向相反）。
这种由兴波引起的压力分布改变所产生的阻力称为兴波阻力，一般用R w 表示。
从能量观点看，船体兴起的波浪具有一定的能量，这些能量必然由船体供2）边界层当船体运动时，由于水的粘性，在船体周围形成“边界层”，从而使船体运动过程中受到粘性切应力作用，亦即船体表面产生了摩擦力，它在运动方向的合力便是船体摩擦阻力，用R f 表示。
从能量观点看，船体携带边界层水流一起前进，边界层水流质点不断消耗能量体现为摩擦阻力。
补充：牛顿内摩擦定律dv dy τμ=。
μ：流体的动力粘性系数，2/N s m ⋅；/νμρ=：流体的运动粘性系数，2/m s 。
ν和ρ均为水温的函数。
3）边界层分离在船体曲度骤变处，特别是较丰满船的尾部由于水具有粘性常会产生旋涡，旋涡处的水压力下降，从而改变了沿船体表面的压力分布情况，使首压力首部水压力尾部水压力大于尾压力。
快速性概述 船舶阻力 与推进
快速性概述一、船舶快速性概念船舶在航行过程中会受到流体（水与空气）阻止它前进的力，这种与船体运动方向相反的作用力称为船的阻力。
为了使船舶维持一定的速度航行，必须对船舶提供推力以克服阻力。
一般船舶航行过程中由主机供给能量，通过推进器(常用的是螺旋桨)转换为推动船舶前进的动力。
显然，船舶所具有的推力大小取决于主机功率的大小和推进器将主机功率转换成推力的效率，即推进效率的高低。
因此船舶能达到航速的高低分别取决于它所受阻力的大小、主机功率大小和推进效率高低这三个因素。
船舶快速性就是研究船舶尽可能消耗较小的机器功率以维持一定航行速度的能力，或者说，船舶快速性是在给定主机功率时，表征船舶航行速度快慢的一种性能。
因此，快速性的含义是：对一定的船舶在给定主机功率时，能达到的航速较高者，谓之快速性好，反之为差；或者，对一定的船舶要求达到一定航速时，所需主机功率小者，谓之快速性好，反之则否。
几乎每一艘船舶，在设计初始阶段就给定明确的快速性指标。
当船舶建成后，测定是否达到原快速性设计指标是交船试航的一个重要内容。
船舶克服阻力做功与主机提供能量的守恒关系是：RηηN υD s s ⋅⋅= 式中， υ —— 船速；R —— 船舶水阻力；N s —— 主机发出的功率；η s 和η D —— 分别为轴系传送效率和推进效率。
从快速性的含义中可知，在主机功率确定的情况下，快速性的优劣不仅与船舶的航行阻力有关，而且还与船的推进效率等有关。
显然，船舶快速性包括两部分内容，即“船舶阻力”和“船舶推进”两门课程：船舶阻力 —— 研究船体在运动过程中所受到的各种阻力问题；船舶推进 —— 研究克服船体阻力的推进器及其与船体间的相互干扰及船、机、桨的匹配问题。
二、本课程的研究内容和任务快速性是船舶诸性能中(如浮性，稳性、抗沉性、快速性、耐波性、操纵性等)的重要性能之一。
快速性的优劣，对民用船舶来说将在一定程度上影响船舶的使用性和经济性，对军用舰艇而言，快速性与提高舰艇的作战性能密切相关。
船舶推进概述
R v称为有效功率，表达推动器产生旳 实际有效功率。
15
公制旳有效马力： 英制旳有效马力：
16
17
二、主机功率与传送效率
推动器收到旳功率与机器功率之比值，称为传 送效率（轴系效率）：
18
三、推动效率与推动系数
有效功率与推动器收到旳功率之比值，称为推 动效率：
19
有效功率与机器功率之比值，称为推动系数：
12
八、几种推动器旳效率和重量
1公制马力（UShp）=0.7355kW； 1英制马力（UKhp）=0.7457kW；
1英制马力=1.014公制马力
13
船舶推动第2章 功率传递与推动效率 一、有效功率
对于自行船舶而言，有效功率与船舶所遭受旳 阻力大小相等，方向相反。即： 对于拖船来说，有：
14
1、若船舶以速度v航行时所遭到旳阻力为R ，则R在单位时间内消耗旳功为R v。 2、有效推力在单位时间内所做旳功为
推动系数为多种效率相乘旳综合名称，一般能
够表达某种机器及推动器以推动船舶旳全方面
性能，推动系数越大，船舶旳推动性能就越好
。
20
2
三、推动器 推动器：把能源（发动机）发出旳 功率转换为推船舶迈进旳功率旳专 门旳装置或机构。如：浆、篙、撸 、帆以及明轮、螺旋桨等。
3
四、研究迅速性应该考虑旳问题
1、船舶航行时船舶所受旳阻力要小，即所 谓优良线型旳选择问题； 2、选择推力足够，且效率高旳推动器；
3、选用合适旳主机； 4、推动器与船体和主机之间旳协调一致。
4
§1-1 船舶推动器发展简史
一、螺旋推动器早期旳几种形式
5
二、螺旋桨
螺旋桨构造简朴、造价低廉、使用以便、效率 较高，是 目前应用最广泛旳推动器。
第五章船舶推进装置
第五章船舶推进装置第五章船舶推进装置第⼀节船舶推进装置的传动⽅式船舶推进装置按传递到螺旋桨功率⽅式不同可分为以下⼏种。
⼀、直接传动直接传动是主机动⼒直接通过轴系传给螺旋桨的传动⽅式。
在这种传动⽅式中，主机和螺旋桨之间除了传动轴系外，没有减速和离合设备，运转中螺旋桨和主机始终具有相同的转向和转速。
它的主要优点是：（1）结构简单，维护管理⽅便。
只要安装时定位正确，平时管理中注意润滑冷却，⼀般不会出现⼤问题。
（2）经济性好，传动损失少，传动效率⾼。
主机多为耗油率低的⼤型低速柴油机。
螺旋桨转速较低，推进效率较⾼。
（3）⼯作可靠，寿命长。
因此普遍应⽤于⼤、中功率的民⽤船上。
其缺点是：整个动⼒装置的重量尺⼨⼤，要求主机有可反转性能，⾮设计⼯况下运转时经济性差，船舶微速航⾏速度受到主机最低稳定转速的限制。
⼆、间接传动间接传动是主机和螺旋桨之间的动⼒传递除经过轴系外，还经过某些特设的中间环节（离合器、减速器等）的⼀种传动⽅式。
根据中间传动设备的不同，⼜可分为只带齿轮减速器；只带滑差离合器和同时具有齿轮减速器和离合器三种。
它的主要优点是：（1）主机转速可以不受螺旋桨要求低转速的限制。
只要适当选择减速⽐，就可使主机的转速适应螺旋桨的转速要求。
（2）轴系布置⽐较⾃由。
主机曲轴和螺旋桨轴可以同⼼布置也可以不同⼼布置，以改善螺旋桨的⼯作条件。
（3）在带有倒顺车离合器的装置中，主机不⽤换向，使主机结构简单，⼯作可靠，管理⽅便，机动性提⾼。
（4）有利于多机并车运⾏及设置轴带发电机。
间接传动的主要缺点是轴系结构复杂，传动效率较低。
这种传动⽅式多⽤于中⼩型船舶以及以⼤功率中速柴油机、汽轮机和燃⽓轮机为主机的⼤型船舶。
近年来由于动⼒装置节能的需要，提⾼螺旋桨的推进效率越来越被⼈们重视，⽽采⽤⼤直径低转速螺旋桨是有效途径。
在70年代初，低速柴油机利⽤直接传动⽅式带动的螺旋桨转速多在100r/min以上，中速机通过减速箱减速⼀般也不低于90r/min。
船舶阻力与推进计算题
船舶阻力与推进计算船舶阻力与推进是船舶运行过程中的两个重要方面。
阻力是指船舶在水中航行时所受到的力，而推进是为了克服阻力，使船舶能够前进。
一、船舶阻力计算船舶阻力分为摩擦阻力和波浪阻力两部分。
1.摩擦阻力摩擦阻力是由船体与水之间的摩擦引起的，可以通过以下公式计算：F f=12C fρAV22.其中，F f为摩擦阻力，C f为阻力系数，ρ为水的密度，A为船舶受到水流的有效面积，V为船舶相对水流的速度。
3.波浪阻力波浪阻力是由船体将水推离出去形成的波浪引起的，可以通过以下公式计算：F w=12C wρgV2L4.其中，F w为波浪阻力，C w为波浪阻力系数，ρ为水的密度，g为重力加速度，V为船舶相对水流的速度，L为船舶的长度。
二、船舶推进计算船舶的推进力可以通过以下公式计算：F t=Pηpηmηv其中，F t为推进力，P为功率，ηp为螺旋桨效率，ηm为主机效率，ηv为传动效率。
船舶螺旋桨效率的计算可以通过以下公式进行近似估算：ηp=√11+(Kt−1)J其中，K为螺旋桨的膨胀系数，t为螺旋桨的扭曲系数，J为进流系数。
船舶主机效率的计算可以通过以下公式进行近似估算：ηm=0.5+0.61(1−(L p L ))其中，L p为主机的长度，L为船舶的长度。
船舶传动效率的计算可以通过以下公式进行近似估算：ηv =√BL T其中，B 为船舶的宽度，L 为船舶的长度，T 为船舶的吃水深度。
三、总体计算 船舶的总阻力可以通过以下公式计算：F r =F f +F w其中，F r 为总阻力，F f 为摩擦阻力，F w 为波浪阻力。
船舶的净推进力可以通过以下公式计算：F n et =F t −F r其中，F n et 为净推进力，F t 为推进力，F r 为总阻力。
根据以上计算公式，可以对船舶的阻力和推进进行准确的计算。
在实际应用中，还需考虑船舶的工作状态、环境条件等因素，进行综合评估和调整。
船舶推进概念
1-1 推进器：在船上需设有把能源（发动机）发出的功率转换为推船前进的功率的专门的装置或机构。
1-2 快速性：指船舶在给定主机功率情况下，在一定装载下（以一定的航速航行的能力）于水中航行的快慢问题。
1-3 对快速性的要求四方面：①船舶于航行时所遭受的阻力要小，即所谓的优良线型的选择问题②选择推力足够，且效率高的推进器③选取合适的主机④推进器与船体和主机之间协调一致。
1-4 推进器类型及特点：①螺旋桨：构造简单、价格低廉、使用方便、效率较高②风帆：可利用无代价的风力，但推力依赖于风向和风力，故船的速度和操纵性能都受到限制③明轮：机构笨重，在波涛中操纵性差且易损坏④直叶推进器：操纵性能好，效率较高，汹涌海面下，工作情况也较好，但机构复杂，造价昂贵，叶片易损坏⑤喷水推进器：具有良好的保护性，操纵性能好，但减少了船的有效载重，且推进效率低⑥水力锥形推进器：构造简单，设备轻便，常用于航行在浅水及阻塞航道中的船。
1-5 有效功率（推进器所产生的实际有效功率）：船以速度 v 航行时所遭受的阻力为R，则阻力 R 在单位时间内所消耗的功为Rv，而有效推力 T e在单位时间内所作的功为T e v，两者数值相等，故 T e v（或 Rv ）为有效功率 P E。
1-6 推进系数 PC ：有效功率与主机功率之比，为多种效率相乘之综合名称，通常可以表示用某种机器及推进器以推进船舶之全面性能，推进系数越高，船舶的推进性能越好。
1-7 本课程主要研究：推进器在水中运动时产生推力的基本原理以及它的性能好坏（效率高低）等问题，然后解决如何根据实际的要求设计出一个性能优良的推进器问题。
①推进器（效率、空泡、强度、振动）②船 -桨 -机配合问题③螺旋桨设计。
2-1 螺旋桨各部分名称（通常由桨叶和桨毂构成）：①桨毂：螺旋桨与尾轴连接部分②毂帽：为减小水阻力，在桨毂后端加的整流罩，与桨毂形成一光顺流线型体③叶面及叶背：由船尾后面向前看时所见到的螺旋桨桨叶的一面为叶面，另一面为叶背④叶根：桨叶与毂连接处⑤叶梢：桨叶的外端⑥导边及随边：螺旋桨正车旋转时桨叶边缘在前面者为导边，另一边为随边⑦梢圆：螺旋桨旋转时（设无前后运动）叶梢的圆形轨迹⑧螺旋桨直径 D：梢圆的直径⑨螺旋桨的盘面积 A o：梢圆的面积⑩右（左）旋桨：当螺旋桨正车旋转时，由船后向前看去所见到的旋转方向为顺时针者为右旋桨，反之为左旋桨。
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n2πr VA np
17
§9.7沉深对推力和转矩的影响
一． 二． 三．
敞水桨变沉深试验
推力和转矩下降的原因 不影响推力的尾吃水
dD
2.
3.
滑脱比
利用转速估算船速
dL n dT φ β α VA
4.
影响滑脱比的因素
ua vA Sr 1 np np vs S 1 np
n2πr
VA np
§9.6 螺旋桨的空泡和强度检验
1.
2. 3.
空泡现象产生条件 影响因素 减少空泡现象的措施
dD
dL n dT φ β α VA
习题
§9.1 螺旋桨的结构和形状
一． 二． 三．
结构 几何形状inf 几何要素inf
1. 2. 3. 4.
桨叶 桨毂 整流帽（导流罩） 桨轴
二、几何形状
1.
2.
3. 4. 5.
螺旋线 螺旋面 螺距 螺距角 螺距三角形
0 r
A
p
B
A' φ 2πr
B'
A
p
B
三、螺旋桨的几何要素
1. 2. 3.
4.
1.
零升力角 0
2.
升阻比
CL / CD
1 2 L C L u S 2
1 2 D C D u S 2
§9.3 螺旋桨的升力推力特性
一． 二． 三． 四．
系泊正车时的螺旋桨的推力inf 前航正车时的螺旋桨的推力inf 给定转速的推力特性曲线inf P164 综合推进特性曲线inf P165
D/2
dT
d0 / 2
MQ Z
r dF
VA np
14
d0 / 2
§9.4 船体和螺旋桨的相互影响
一．
1. 2. 3. 4.
船体对螺旋桨的影响
进速 伴流 伴流成因 伴流分布
二．
1.
螺旋桨对船体的影响
单独螺旋桨的流态
2.
阻力增额、推力减额
§9.5 利用螺旋桨转速估算船速
1.
滑脱速度
ua np v A
一、系泊正车时的螺旋桨的推力
p np tg 2r n 2r
表达
dF0
dD0 dL0 n dT0
φ
n2πr np
系泊正车时的螺旋桨推力表达式
dT0 dL0
dF0 dD0
dMQ 0 r dF0
D/2
dD0 n T
dL0
T0 Z
dT
D/2
0
φ
d0 / 2
MQ0 Z
r dF
n2πrቤተ መጻሕፍቲ ባይዱnp
0
d0 / 2
二、前航正车时的螺旋桨的推力
dT dL cos dD sin
dF dL sin dD cos
dM Q r dF
D/2
dD
dD0 dL β φ β α dT
dL0
n
VA
TZ
dT
n2πr
5.
6.
7. 8. 9.
桨数/叶数/旋向 叶梢/叶根 梢圆 桨直径/桨毂直径 导边/随边 桨叶/叶厚/叶厚比 ZS 盘面比 1 2 d0 D 毂径比 4 D 叶切面p159
e b
§9.2 机翼的升力和阻力
一、机翼的几何要素 inf 二、升力、阻力表达式 inf 三、升力系数、阻力系数 inf
第八章 船舶阻力
§9.1 螺旋桨的结构和形状inf §9.2 机翼的升力和阻力 inf §9.3 螺旋桨的升力推力特性 inf §9.4 船体和螺旋桨的相互影响 inf §9.5 利用螺旋桨转速估算船速 inf §9.6 螺旋桨的空泡和强度检验inf §9.7 沉深对推力和转矩的影响 inf §9.8 浅水航行对吃水的影响 inf
D/2
d0 / 2
MQ Z
r dF
VA np
13
d0 / 2
倒航正车时的螺旋桨的推力
dT dL cos dD sin
dF dD cos dL sin
dM Q r dF
D/2
dD
dD0
dL0 β
φ β n2πr α dL
n
VA
TZ
dT
一、机翼的几何要素
1. 2.
翼展
l
翼旋 b
3.
4. 5.
展旋比 l / b
厚度比 e / b 翼面积 冲角
bdl
0
l
6.
二、升力L、阻力D表达式
1 2 L C L u S 2 1 2 D C D u S 2
CL─升力系数 CD ─阻力系数
三、升力系数、阻力系数